Fabricación
Foxconn desarrolla fábricas inteligentes habilitadas para IA física con gemelos digitales
Objetivo
Foxconn (Hon Hai Technology Group), el mayor fabricante de electrónica del mundo, está redefiniendo cómo se crean los productos más avanzados del mundo para la revolución digital industrial. La empresa utiliza gemelos digitales físicamente precisos impulsados por NVIDIA Omniverse™ y Universal Scene Description (OpenUSD) para diseñar, implementar y gestionar instalaciones de producción complejas y de alto volumen, incluidas las que producen los sistemas de superchip NVIDIA GB200 Grace™ Blackwell. La plataforma de gemelos digitales Fii Omniverse (FODT) de Foxconn utiliza NVIDIA Omniverse para crear réplicas virtuales integrales de sus fábricas. Esto permite un diseño basado en la simulación, la supervisión en tiempo real y las operaciones optimizadas en toda la huella global de la empresa.
Con Omniverse, Foxconn impulsa la transformación industrial, que incluye:
- Simulaciones de dinámica de fluidos computacionales (CFD) 150 veces más rápidas para análisis térmico utilizando modelos de IA de NVIDIA PhysicsNeMo (minutos en vez de horas).
- La rápida migración de líneas de producción completas entre fábricas globales está habilitada por activos de gemelos digitales basados en la Descripción Universal de Escenas (OpenUSD) estandarizada.
- Operaciones robóticas mejoradas a través del diseño y la evaluación basados en la simulación en Isaac Sim antes de la implementación física.
- Ruta optimizada de AGV dinámica al conectar las simulaciones con sistemas de control de materiales y NVIDIA cuOpt™.
- Mejora de la visibilidad operativa a través de la supervisión en tiempo real de los KPI de producción mediante gemelos digitales, lo que permite una respuesta más rápida a posibles problemas.
Conexión de los mundos físico y virtual para mejorar la planificación de fábricas
La fabricación de electrónica moderna se enfrenta a una complejidad sin precedentes. La configuración, la optimización y la gestión de las líneas de producción a gran escala en varias ubicaciones globales requieren una cantidad significativa de tiempo y recursos.
Los métodos tradicionales para el diseño de fábricas, la evaluación de la disposición, la programación de robots, la planificación logística y el análisis ambiental pueden ser lentos, estar compartimentados y ser costosos en términos de cálculo. Limitan la capacidad de un fabricante para realizar análisis en tiempo real, optimizar de forma dinámica las operaciones o replicar las prácticas recomendadas en todas las instalaciones.
Foxconn necesitaba una plataforma unificada para unir los mundos físico y virtual que le permitiera simular con precisión el rendimiento de los nuevos diseños de fábricas. Buscaban una solución para impulsar una iteración más rápida, una mejor colaboración y una toma de decisiones basada en los datos a lo largo del ciclo de vida de la fábrica.
«Si pensamos en el tiempo para generar ingresos, la configuración de las fábricas y la planificación de las fábricas, creemos que podemos reducirlo en un 50 % aproximadamente. Podemos modelarlo todo en un entorno virtual para asegurarnos de que todo encaja y no hay obstrucciones. Después podemos implementar nuestro equipo».
Leo Guo
Director General de Fii Robotic Group
Foxconn
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Las fábricas virtuales ofrecen perspectivas accionables
La plataforma FODT está transformando la forma en que Foxconn diseña y opera sus fábricas. FODT aprovecha las tecnologías de la plataforma NVIDIA Omniverse para crear y operar gemelos digitales de las fábricas inteligentes de Foxconn y ofrecer inteligencia y resultados en el mundo real. La plataforma FODT conecta las fábricas virtuales con los datos operativos del mundo real e integra paneles de mando con métricas clave de los sistemas de ejecución de fabricación (MES), el control de planta de producción (SFC) y los sistemas de automatización.
Implementación acelerada en las fábricas
Las líneas de producción completas están ensambladas virtualmente utilizando FODT y activos USD estándar, lo que permite a Foxconn migrar y duplicar diseños rápidamente entre ubicaciones globales (por ejemplo, de Taiwán a México). Como resultado, la creación y el escalado de las nuevas fábricas se aceleran significativamente.
Simulación del flujo de aire en el nivel de fábrica
NVIDIA PhysicsNeMo ha reducido drásticamente el tiempo de simulación y permite realizar simulaciones de CFD hasta 150 veces más rápidas que los métodos tradicionales. La información térmica se proporciona en minutos en lugar de horas, lo que facilita la toma de decisiones en tiempo real en todas las operaciones de las fábricas.
Foxconn integra NVIDIA PhysicsNeMo, un marco para el aprendizaje automático basado en la física, con Omniverse. Al entrenar modelos de IA en datos de solucionadores de CFD tradicionales (por ejemplo, Cadence), Foxconn puede realizar simulaciones térmicas casi en tiempo real (por ejemplo, para la refrigeración de POD del centro de datos) directamente dentro del gemelo digital, lo que reduce drásticamente el tiempo de computación de horas a minutos.
Automatización y robótica optimizadas
Las células de trabajo robóticas y la logística de los vehículos guiados automatizados (AGV) se simulan en la plataforma FODT, lo que permite a Foxconn obtener diseños y operaciones más seguras y eficientes antes de realizar la inversión de capital en hardware físico.
Las tareas robóticas complejas, como el ajuste de tornillería y la inserción de cableados, se simulan y perfeccionan con Isaac Sim, Isaac Lab, los modelos FoundationPose y cuMotion™ para una planificación del movimiento sin colisiones.
Foxconn también está explorando la integración de robots humanoides en sus operaciones, utilizando NVIDIA Isaac GR00T para el desarrollo y adoptando el blueprint Mega de NVIDIA Omniverse para probar y simular flotas de robots a escala antes de la implementación.
Información operativa accionable
Foxconn, impulsada por NVIDIA Metropolis, también creó agentes de IA de análisis de vídeo con el blueprint de NVIDIA AI para búsqueda y resumen de vídeos para supervisar las plantas de las fábricas. El agente de IA analiza las grabaciones de vídeo para proporcionar información para varios escenarios, por ejemplo, la detección de entradas no autorizadas en áreas restringidas. Los usuarios pueden interactuar con el vídeo a través de una interfaz de chat o generar automáticamente los informes que requiere la gestión en función de los resultados del análisis.
Los gerentes también pueden explorar las líneas de producción de forma inmersiva mientras supervisan el rendimiento y resuelven problemas al instante.
Modelos de IA para fábricas inteligentes
Foxconn avanza en su visión de las fábricas inteligentes mediante el desarrollo de FoxBrain, una plataforma de IA impulsada por NVIDIA NeMo. FoxBrain, entrenada en solo cuatro semanas, está optimizada para el chino tradicional y la convierte en el primer modelo lingüístico de gran tamaño de Taiwán con capacidades de razonamiento avanzadas. FoxBrain, diseñada inicialmente para su uso en sus propias fábricas, mejora el análisis de datos, la toma de decisiones y la automatización en las plataformas de fabricación inteligente, ciudades inteligentes y vehículos eléctricos de Foxconn. La estrategia de entrenamiento eficiente del modelo, centrada en la utilización optimizada de los recursos, ha dado lugar a mejoras significativas en los tiempos de simulación, la optimización de recursos y los procesos de fabricación.
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Fábricas inteligentes de próxima generación impulsadas por gemelos digitales
La plataforma de gemelos digitales Fii Omniverse (FODT) de Foxconn está transformando el diseño y las operaciones de las fábricas.
Las bibliotecas de activos USD estandarizadas y la metodología FODT han acelerado la implementación de fábricas al permitir una migración rápida y la duplicación de las líneas de producción entre ubicaciones globales. Esto ha reducido significativamente el tiempo necesario para las nuevas fábricas y los procesos de escalado.
Las capacidades de gemelos digitales proporcionan una supervisión inmersiva e intuitiva de los indicadores clave de producción en tiempo real. La visibilidad operativa ha mejorado y las respuestas a los problemas a lo largo del proceso de fabricación son más rápidas.
Estas tecnologías y metodologías forman la base para las fábricas inteligentes de Foxconn. La integración de gemelos digitales, IA y tecnologías de simulación admite el modelado, la simulación, la planificación y la gestión de operaciones avanzadas de plantas, lo que sitúa a Foxconn en la vanguardia de la innovación en la fabricación.
Descubra cómo las tecnologías de la plataforma NVIDIA Omniverse y NVIDIA AI pueden ayudarle a crear sus propios gemelos digitales industriales y transformar sus operaciones.